“非生物因素对某种动物的影响”一课不同实验教学方法效果的比较*

谢 婕 陈礼椿 李 纯 江苗怡 龚玉莲**

（1 广东第二师范学院生物与食品工程学院 广东广州 510303 2 外砂华侨中学 广东汕头 515023 3 高普镇葵坑初级中学 广东揭阳 515300 4 怀集县永固初级中学 广东肇庆 526438）

科学实验是人们获取科学知识、认识世界的重要途径，实验教学是中学生学习生物学的一种有效的方式。“非生物因素对某种动物的影响”是学生进入初中开始学习生物学所接触的第1 个实验活动，该实验对于发展学生的科学探究和实验能力具有重要的意义。人教版教材将其设置为探究实验，由于不同教师处理教材的偏好不一，学生学习本节课并非都是以探究法进行实验。不同的生物学实验教学方法有各自的目的要求，对学生学习的感受和学习成效亦有不同的影响。

为深入了解不同实验教学方法对实验课教学效果的影响，本文比较了4 种不同实验教学方法下“非生物因素对某种动物的影响”一课学生的学习感受和学习成效。

1 研究方法

中学生物学实验课根据操作主体的不同，可分为演示实验和分组实验，其中演示实验可细分为教师演示实验和学生示范实验，分组实验包含分组验证实验和分组探究实验［1－2］。故本文采用教师演示法、学生示范法、分组验证法和分组探究法4 种实验教学方法，比较学生“非生物因素对某种动物的影响”一课的学习成效和学习感受。

本文主要采用了对比研究的方法，于2017年9月，选定广东省3 个地市的3 所普通初级中学：汕头市外砂华侨中学、揭阳市高普镇葵坑初级中学和肇庆市怀集县永固初级中学。每所学校选取7年级的4 个平行班，分别采用4 种不同实验教学方法进行“非生物因素对某种动物的影响”一课的教学，同一所学校的课程由同一位教师任教。以上3 所学校均为当地普通中学，12 个班级无重点班、非重点班之分，学生学习水平分布均匀。本轮实验教学共有12 个班596 名学生参加（实际回收有效问卷594 份），接受教师演示法教学的学生为149 人，接受学生示范法教学的学生为148 人，接受分组验证法教学的学生为147 人，接受分组探究法教学的学生为150 人。

2 研究过程

本研究分为2 个阶段，第1 阶段是课堂教学过程，即使用4 种不同实验教学方法进行教学；第2 阶段为问卷调查，在完成课堂教学过程后，随即进行一次问卷调查，问卷包括学生对实验课的感受和学习成效测试2 个部分。

2.1 4 种实验教学方法的课堂教学过程 本研究以“非生物因素对某种动物的影响”实验为例，使用4 种实验教学方法。该实验的主题为“温度变化对金鱼呼吸的影响”，教学实施在3 所学校同时进行。4 种实验教学方法的课堂教学具体过程与要求如表1所示。

表1 4 种实验教学方法的具体过程与要求

2.2 问卷调查 在完成4 种不同教学方法的课堂教学后，进行问卷调查。问卷包括学生对实验课的感受和学习成效测试2 个部分。

学生对实验课的感受设置了教学法偏好、学习氛围、学习难度感受、学习成就感4 个维度，使用李克特5 级量表的方法（5 分为非常同意，4 分为同意，依次递减至1 分为非常不同意）。针对学习成效，本研究设置了与本节课内容紧密相关的基础题5 道和高难题7 道，用于检测学生能否正确理解本节课所学概念，能否灵活运用知识解决生活实践问题。基础题以直观选择题为主，例如“有一种鸟类的生活习惯是白天休息，夜晚觅食，影响这种习惯的环境因素是（ ）：A.阳光B.空气C.温度D.水分”。高难题以推理判断题为主，例如“‘人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开’这个现象说明（ ）：A.土壤对植物的影响B.温度对植物的影响C.水分对植物的影响D.阳光对植物的影响”。

共发放问卷596 份，其中有效问卷594 份，有效率为99.66%。采用SPSS 软件（21.0 版）进行方差分析及显著性检验。

3 4 种实验教学方法的效果及分析

3.1 学生对4 种类型实验课的满意度 使用李克特5 级量表测量学生对4 种类型实验课的满意度，如表2所示，表中数值表示“平均值±标准差”（表3 同），结果显示学生对不同类型实验课的感受存在差异。

表2 4 种类型实验课课堂满意度调查结果（单位：分）

根据表2，学生对4 种不同类型实验教学方法的偏好差异不显著（P＞0.05）。但数据呈现的趋势显示出学生较为偏好教师演示法和分组验证法。教师正确演示实验的过程，有助于学生理解并接受生物学实验，掌握实验的原理、方法、步骤、结果与结论，系统掌握生物学知识；而分组实验中教师详细讲解实验后，学生按照实验步骤操作，亲自动手能获得感性认识并锻炼动手能力，因此更容易得到学生的喜爱。

4 种不同类型实验教学方法的学习氛围差异亦不显著（P＞0.05）。数据显示的趋势表明学生示范法的学习氛围较好，说明同伴的示范学习让学生感觉亲切，学生在示范的同伴身上看到自己学习的投影，更能调动学生的学习积极性。

学生对4 种不同类型实验教学方法的难度感受差异显著（P＜0.05）。教师演示法（3.25 分）的难度感受最低，其次分别是分组验证法和分组探究法，学生示范法的难度感受最高（3.66 分）。教师演示教学法让学生感觉学习难度较低，说明教师正确的实验演示与详细讲解紧密结合，能给予学生正确的印象；教师和学生可同时进行言语交流和视觉呈现，能帮助学生加深对知识、原理的认识和理解，使学生比较容易理解并接受生物学新知识，降低学习难度。

学生对4 种不同类型实验教学方法的学习成就感也存在显著差异（P＜0.05）。以“这节课教师提的问题我都答对了”等问题检测学生学习成就感,则以分组探究实验最强（3.90 分），学生示范法最弱（3.26 分），说明分组探究的教学方式，符合学生认知发展的规律。学生在原有的知识基础上，从探索中不断发现新知识，动手动脑，充分发挥学习积极性；并且小组合作、讨论交流,能让每个学生都很好地参与,自由发表意见，这样的学习氛围，能使学生主动学习，提升学习兴趣，学习效果更好，学习成就感更强。

3.2 学生学习成效测试结果及分析 学生学习成效测试数据如表3所示，结果显示不同类型实验教学方法下，学生学习的效果存在差异。

表3 4 种实验教学法学生学习成效测试结果

基础题部分，学生的正确率都接近80%，各种实验教学方法之间的差异不显著（P＞0.05）。高难题部分，学生的正确率低于基础题，各种实验教学方法之间呈现显著差异（P＜0.05）；表现为分组探究法的答题正确率最高（69.61%），其次分别为教师演示法和学生示范法，分组验证法的正确率最低（48.30%）。

教师演示法有助于学生学习理解和学习成效的提高；学生示范法属于同伴示范的作用，能提高学生的学习积极性。然而，教师演示法和学生示范法都属于观察性的“看实验”，缺少锻炼动手能力的机会，学生的学习成就感也相对较弱。分组验证法是对已知原理的验证，学生只要按图索骥，重复经典实验的过程，即可得到相似的结论，但这过程学生仅能动手体验经典实验的方法，却不能更好地发散思维、培养创新能力。分组探究法强调在教师的引导下，学生自主探究发现，能很好地锻炼学生的复杂思维能力和实验探究能力，学生学习成就感强，灵活运用知识能力也较强（高难题正确率高）。

4 4 种实验教学方法的思考和建议

本研究通过一节实验课的4 种实验教学方法对比发现，与其他3 种实验教学方法相比，采用分组探究法教学，学生学习成就感最高，基础题和高难题的正确率也最高，且学生的难度感受、学习氛围和偏好也较好。因此，综合分析，“非生物因素对某种动物的影响”一课的4 种教学方法，应首选分组探究法。本研究结果与人教版教材对该实验的设置相符合。

生物学新的课程标准要求学生要“学会科学探究的一般方法，在科学探究中发展合作能力、实践能力和创新能力”［3］。探究实验法在培养学生的探究思维、实践创新能力等综合能力方面有优势，符合课程标准要求，故探究实验在实验教学中占有较大比重［4］。探究式教学有助于学生思维的锻炼，使学习更有成效，并且探究实验法有利于学生维持较高的学习兴趣，持续学习，形成良性循环。相比探究实验法，教学目的较为单一的演示实验法和验证实验法在培养学生创新能力方面稍显逊色，故以学生创新能力的培养为出发点，选择探究实验法进行教学更有优势。

新课程改革赋予实验教学更多的功能，更强调学生的主动学习，体现学生在实验课堂的主体地位。实验教学不单是知识的学习，更多的是激发学生的学习兴趣，培养学习的内在动机，形成探究性思维，注重创造性思维的培养，锻炼解决实际问题的能力，形成严谨的科学态度，让学生在学习的过程中得到全面的发展［5］。故教师要尽量多开展实验教学，选择合适的实验教学方法，引导学生多思考、多动手、多锻炼。分组探究实验教学法不仅能提升学生的学习成就感，还能锻炼学生的复杂思维能力，提升学习成效，更值得提倡。

对于“非生物因素对某种动物的影响”一课，本研究认为4 种教学方法中，分组探究法在提高学生学习成就感和学习成效方面效果最佳，但是对于能力及情感态度价值观等其他方面尚未研究。此外，本文的结果来自“非生物因素对某种动物的影响”一课，其他实验的情况也有待进一步研究。